Programmazione modulare nel linguaggio C Algoritmi e Programmazione Avanzata Programmazione modulare nel linguaggio C Fulvio CORNO - Matteo SONZA REORDA Dip. Automatica e Informatica Politecnico di Torino Programmazione modulare in C

Introduzione Non è possibile creare programmi di elevata complessità lavorando con un unico file sorgente Lentezza di ricompilazione Difficile riuso di procedure Impossibile collaborare tra più programmatori Difficile tener traccia delle modifiche Occorre realizzare programmi distribuiti su più file sorgenti. A.A. 2002/2003 APA-extern

Compilazione e Link Sorgente C Sorgente C Sorgente C Sorgente Assembler .c Compilatore Compilatore Compilatore Assemblatore Codice oggetto Codice oggetto Codice oggetto Codice oggetto .obj Linker .lib Codice eseguibile Libreria Libreria .exe A.A. 2002/2003 APA-extern

Struttura del compilatore Sorgente C Analisi lessicale Analisi sintattica Analisi semantica Generazione codice indipendente HW Ottimizzazione Generazione codice binario Codice oggetto Ottimizzazione A.A. 2002/2003 APA-extern

Modulo di Codice oggetto Contiene il codice binario corrispondente ad un modulo C Contiene dei riferimenti esterni a funzioni e variabili dichiarate in altri moduli Contiene funzioni e variabili utilizzabili da altri moduli Uno ed un solo modulo contiene main(). A.A. 2002/2003 APA-extern

Modulo oggetto sort.c Funzioni usate dal modulo ma definite altrove Funzioni definite nel modulo, richiamabili anche dall’esterno sort.obj strcmp inssort strcpy cntsort Codice binario stdout scambi Variabili definite nel modulo, utilizzabili anche dall’esterno Variabili usate dal modulo ma definite altrove A.A. 2002/2003 APA-extern

Linker Codice oggetto Codice oggetto Codice oggetto Codice oggetto Codice eseguibile Codice binario A.A. 2002/2003 APA-extern

Modularità Ciascun modulo in C: Definisce alcune funzioni “private” Definisce alcune funzioni “pubbliche” Definisce alcune variabili “private” Definisce alcune variabili “pubbliche” Chiama alcune funzioni “esterne” Usa alcune variabili “esterne”. A.A. 2002/2003 APA-extern

Chiamata di funzioni (I) void InsertionSort(int A[], int n) ; void InsertionSort(int A[], int n) { int i, j, key ; /* … */ extern void InsertionSort(int A[], int n) ; /* … */ main() { int v[10] ; InsertionSort(v, 10) ; A.A. 2002/2003 APA-extern

Chiamata di funzioni (II) Il modulo che esporta una funzione non deve fare nulla di particolare: in C, tutte le funzioni sono pubbliche (per default) Il modulo che utilizza la funzione deve dichiararne il prototipo (con la parola chiave extern) Il linker farà il collegamento. A.A. 2002/2003 APA-extern

Funzioni private Nel caso in cui un modulo definisca delle funzioni che NON vuole esportare, nella definizione (non nel prototipo) deve comparire la parola chiave static. void InsertionSort(int A[], int n) ; void CancellaVettore(int A[], int n) ; void InsertionSort(int A[], int n) { . . . } static void CancellaVettore(int A[], int n) A.A. 2002/2003 APA-extern

Variabili globali (I) int n_elem ; double vett[MAX] ; static int temp ; extern int n_elem ; extern double vett[MAX] ; /* … */ { for(i=0; i<n_elem; ++i) vett[i]++ ; A.A. 2002/2003 APA-extern

Variabili globali (II) Il modulo che esporta una variabile globale non deve fare nulla di particolare: in C, tutte le variabili globali sono pubbliche (per default) Il modulo che utilizza la variabile deve ri-definirla con la parola chiave extern Se non si vuole esportare una variabile occorre definirla con la parola chiave static Le variabili locali (alle procedure) non possono essere condivise. A.A. 2002/2003 APA-extern

Riassunto: funzioni int f( int x ) ; int f(int x) { . . . } { . . . y = f ( z ) ; . . .} static int f(int x) A.A. 2002/2003 APA-extern

Riassunto: variabili int x ; { . . . x = 18 ; . . .} extern int x ; static int x ; A.A. 2002/2003 APA-extern

Problemi Le due dichiarazioni (nel modulo che esporta e nei moduli che usano la funzione/variabile) devono coincidere al 100% int f( int x ) ; int f(int x) { . . . } int f( double x ) ; { . . . y = f ( z ) ; . . .} Errore! A.A. 2002/2003 APA-extern

Il ruolo degli header file Si possono utilizzare degli header file (file .h) per raccogliere le definizioni “extern” di funzioni e variabili pubbliche Il creatore del modulo che esporta le funzioni o variabili crea un file .h Tutti i moduli che usano tali risorse esportate includono i file .h (#include). A.A. 2002/2003 APA-extern

Esempio di header file (I) void InsertionSort(int A[], int n) ; extern int n_elem ; extern double vett[MAX] ; sort.h sort.c #include "sort.h" /* per controllo coerenza */ int n_elem ; double vett[MAX] ; static int temp ; void InsertionSort(int A[], int n) { . . . } static void CancellaVettore(int A[], int n) ; A.A. 2002/2003 APA-extern

Esempio di header file (II) void InsertionSort(int A[], int n) ; extern int n_elem ; extern double vett[MAX] ; sort.h altro.c #include "sort.h" /* per importare dichiarazioni */ main() { int v[10] ; /* … */ InsertionSort(v, 10) ; for(i=0; i<n_elem; ++i) vett[i]++ ; A.A. 2002/2003 APA-extern

Note Ciascun modulo solitamente esporta alcune funzioni o variabili, e ne importa altre È sempre bene che ciascun modulo includa anche il proprio header file Conviene limitare al minimo il numero di variabili condivise Includere anche le #define nei file .h Gruppi di moduli correlati tra loro possono condividere un solo file .h. A.A. 2002/2003 APA-extern